物联网能力开放平台研究与设计

段为（中国移动通信集团广东有限公司，广州 510623）



物联网能力开放平台研究与设计

段为
（中国移动通信集团广东有限公司，广州 510623）

摘 要随着物联网业务在我省的深入发展，电信运营商面临来自客户和竞争对手的双重挑战以及被管道化的风险，因此，通过开放平台提供高附加值的通信能力，是运营商积极应对的方向与选择。文章对笔者负责建设的物联网能力开放平台的设计做出分析，并对平台的应用进行介绍，尝试为电信运营商支撑物联网业务提供思路。

关键词物联网；能力开放；API

1　广东移动物联网现状分析

1.1广东移动物联网组网与原理

广东移动物联网主要指承载GPRS企业接入业务的移动通信分组网络。GPRS企业接入采用APN专线或CMNET公网方式接入移动核心网络，接入后将在客户端路由器和GGSN之间建立一条安全的GRE隧道，企业终端可利用这条GRE隧道访问企业内部服务器资源，典型组网如图1所示。

图1　广东物联网典型组网图

1.2广东移动物联网业务规模

2014年以来物联网业务在我省呈爆发式增长，尤其在电力、交通、物流、金融等行业趋势明显，截至2015年6月底，广东移动物联网业务累计收入2.2亿元，同比增长36%；在网的物联网终端达到500万台，同比增长100%。可见，业务增长迅猛，但增收缓慢。

1.3广东移动物联网业务机遇与挑战

广东移动物联网业务目前主要面临以下两方面的机遇与挑战：（1）需求日趋复杂：客户已从单纯的GPRS企业接入，扩展到对终端管理、通道服务、业务自助办理等领域，需要提供更全面的通信能力支撑；（2）资费竞争激烈：市场上流量资费大幅下滑，物联网资费因各省及三家运营商的竞争，更是不断拉低。

2　物联网能力开放平台设计

为了应对以上挑战，笔者负责建设了物联网能力开放平台。平台的设计思想是基于GPRS企业接入网络的网元、接口信令数据以及BOSS中的计费数据，设计开发行业客户需要的服务组件，以开放、灵活的API接口方式向行业客户提供物联网服务。

2.1平台系统架构

根据以上分析，物联网能力开放平台系统架构规划如图2 所示。

图2　物联网能力开放平台系统架构图

（1）能力层：指平台通过接入运营商大网网元或采集OSS/BSS内各系统的数据，形成可输出的最小粒度的功能逻辑。

（2）服务层：指在一个或多个能力基础上封装业务特性或流程事务，以服务框架的形式供上层应用进行调用的较大粒度的业务逻辑。

（3）OpenAPI：API是目前应用开发者最常用的接口方式，应用层通过API对服务层进行调用。

（4）应用层：指由运营商或第三方应用开发者根据客户需求开发的Web、App等形式的应用。

2.2服务层核心组件OpenAPI的设计

2.2.1OpenAPI的服务设计

OpenAPI对外开放的服务包括：

（1）业务域服务：业务自助办理、位置服务、短信服务等。（2）网络域服务：故障诊断、拨测服务、告警服务等。（3）管理域服务：客户信息、业务信息、SIM卡信息查询等。

2.2.2OpenAPI的输出设计

（1）服务响应的输出：指服务层以对象结构将服务请求的响应结果返回给OpenAPI，OpenAPI再把对象结构转化为HTTP/XML、HTTP/JSON等形式输出给应用层。

（2）服务推送的输出：指当OpenAPI给应用分配接入账号时，就配置好推送URL，当有服务需要推送输出时，统一发给OpenAPI，再由OpenAPI推送给应用层。

2.2.3OpenAPI的安全设计

OpenAPI除自身端口安全控制的风险外，还可能存在服务认证、超时控制等方面的风险。因此，需对安全方面的设计进行全面的考虑。

（1）安全控制：由于OpenAPI的服务端口是公开发布的，容易被恶意攻击，故采用IP白名单的应用鉴权方式确保客户端安全接入。

（2）服务认证：服务需要订购才可以使用，以控制客户端的权限。

（3）超时控制：支持设置每个会话的级别及会话的有效时间。

3　南方电网物联网卡统一管理平台项目建设方案

3.1需求分析

南方电网公司在电量集抄、配网自动化等电网业务中大量使用了物联网卡，仅广东电网就使用了40余万GPRS无线终端，未来随着智能电网发展，物联网卡应用规模将进一步扩大。

电网公司对规模庞大的物联网卡维护管理缺少有效的平台支撑，存在以下问题。

（1）缺少有效的通信监控和故障定位手段，通信故障不能及时发现，不能准确定位故障位置，难以判断电网装置还是运营商通道故障，导致双方职责不清，相互推诿延缓故障处理，或者同时处理，频繁去现场，效率低下。

（2）向运营商进行物联网卡申请、开通、故障申报等工作流程缺少信息化支撑，效率不高。

（3）缺少有效的业务使用统计和服务报告，物联网卡的套餐资费选择依据不足。

3.2项目建设方案

3.2.1总体建设方案

针对上述问题，根据物联网能力开放平台的3层（应用层、服务层、能力层）架构设计，研究开发电网物联网卡统一管理平台（下简称“电网平台”），电网平台应用通过接入能力开放平台的OpenAPI，实现对物联网实时监测、智能故障排查、流程电子化、自动资费统计、自动指标统计、自动报告生成等服务的调用。

3.2.2智能故障排查

下面以电网平台应用对“智能故障排查”服务的调用流程为例，来阐述物联网能力开放平台对客户需求的快速响应和支撑。

如图3所示，服务调用流程如下.

图3　智能故障定位流程

（1）当电网终端掉线时，电网平台应用向OpenAPI发起“故障排查”请求，请求报文中附带了应用服务器的IP地址和掉线终端的物联网卡号码。

（2）OpenAPI根据应用服务器的IP地址到数据库中进行接入鉴权。

（3）鉴权成功后，OpenAPI根据服务请求类型调用“故障排查”服务组件。

（4）“故障排查”服务组件按异步模式，调用以下8个基础能力：APN拨测检查、APN性能检查、业务状态检查、HLR状态检查、附着激活状态检查、开关机状态检查、TCP建链检查、网络状态检查。

（5）以上8个基础能力根据物联网卡的号码，通过查询本地数据库或网元实时接口，获取各自的排查结果。

（6）排查结果通过报文形式逐层向上反馈给电网平台应用，异步的呈现在应用的界面中。

3.2.3平台部署方案

南方电网物联网卡统一管理平台部署在客户机房，广东移动物联网能力开放平台部署在移动机房，两个平台通过移动互联网专线进行对接。

4　结束语

物联网能力开放平台的设计与建设，基本满足了行业客户对物联网业务的整体通信服务需求，为运营商通过网络管理创新提升竞争力做出了有益探索。然而，平台开放的服务和能力组件仍需根据客户需求完善，后续将有计划的面向全省进行培训及推广应用。

参考文献

[1] 胡尼亚，张鹏，刘晓靖，等. 面向移动互联网的业务能力开放技术标准综述[J]. 信息通信技术，2011(4).

[2] 钟远晖，叶文超. 电信网络业务能力开放结构研究[J]. 广东通信技术，2010(11).

Research and design of the ability open platform for the Internet of things

DUAN Wei
(China Mobile Group Guangdong Co., Ltd., Guangzhou 510623, China)

AbstractWith the development of the Internet of things in Guangdong province, telecom operators are facing the dual challenges from both customers and competitors, and have the risk of being "pipeline". Therefore, it is the positive direction and choice for operators to provide high value-added services through the open platform. In this article, the author who is responsible for the construction of the ability open platform for Internet of things will analyze the design of the platform, introduce the application of the platform, and try to provide the idea for telecom operators to support the service of Internet of things.

Keywordsinternet of things; ability open; API

中国移动设计院北京分院助力中国铁塔公司总部电动车充电桩首例试点站建设

近日，铁塔总部迅速组建充电桩试点建设项目组，由铁塔总部及铁塔研究院专家代表牵头，围绕试点站选址、探索建设标准、商讨合作运行模式等内容迅速开展工作。作为铁塔公司业务发展的技术后盾，中国移动设计院北京分院受邀参与铁塔总部首批充电桩试点站建设工作。

目前，铁塔公司北京裕惠大厦电动车充电桩首例试点站已建设完成，共建设了18个室外充电桩，其中包括9个直流桩和9个交流桩，标志着中国铁塔公司已率先进入充电桩业务领域。此外，铁塔总部其他充电桩试点站的选址、建设工作也在紧张有序的推进中。

中国移动设计院北京分院电源项目组在本次项目建设过程中发挥了积极作用，主动协助铁塔总部充电桩项目组与设备厂家沟通方案，认真总结遇到的各种技术问题，并从设备供电、配电箱配置、漏电保护、电表计量、电能检测、电力电缆使用原则、防雷接地要求等方面对充电桩建设进行了指导和规范，他们严格考证、集思广益，为铁塔公司开展充电桩建设标准化，以及后续站点建设起到了积极的推进作用。

(摘自：中国移动通信集团设计院有限公司网站)

收稿日期：2015-10-28

中图分类号TN915

文献标识码A

文章编号1008-5599（2016）01-0040-04